申请日2005.12.28
公开(公告)日2007.07.11
IPC分类号C02F3/30; C02F101/10; C02F3/34
摘要
本发明是一种循环式双流态污水处理反应器，由系统控制器、四个多功能区、一个生化反应区以及附属设备构成。系统控制器由电源、程序控制器、交流继电器组成;四个多功能区尺寸相同，为矩形、底部有倒梯形存泥斗结构，每两个一组分布在生化反应区两侧，通过导流孔与生化反应区连接，四个多功能区彼此没有连接，有进出水、沉淀、排泥和曝气搅拌功能;生化反应区为矩形结构，有进水、曝气和搅拌功能。本发明结合间歇工艺与连续工艺运行模式，利用双反应沉淀区，省去了回流设备，使反应区内保持稳定的污泥浓度、提高运行稳定性，不同的运行模式达到良好的脱氮除磷效率。本发明结构紧凑、运行和维护简便，过程设置灵活，适用中小规模的城市污水处理。
权利要求书
1.一种循环式双流态污水处理反应器，由四个多功能区、一个生化 反应区和控制设备构成;其特征在于：四个多功能区分列在生化反应区 的两侧，每侧两个或者对称分布于生化反应区周围;
其多功能区，具有承载进水、缺氧、厌氧和好氧生化反应以及固液 沉淀分离的功能;四个多功能区内对等布置充氧搅拌设备、分离出流设 施、进水出水设施和排泥设施。
其生化反应区，为一完全混合反应器，只承载生化反应，生化反应 区内布置充氧搅拌设备、进水设施。
2.如权利要求1所述的循环式双流态污水处理反应器，其特征在于： 所述四个多功能区和生化反应区，单个多功能区有效容积与生化反应区 有效容积比为1∶2，它们之间通过导流孔或者管道连接，多功能区之间 没有直接连接关系。
3.如权利要求1或2所述的循环式双流态污水处理反应器的操作方 法，其特征在于：整个运行由两个对称的上、下半周期构成，只是水流 方向正好相反，实现不同功能区之间的交替运行;在半周期内，同一侧 的两个多功能区交替运行。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：在整个周期内，不同功 能区之间交替运行，实现污泥的重新分配，可以减少污泥的回流设备。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于：在半个周期内，通过调 节进水点位置，实现多功能区水力学状态的交替改变。
6、如权利要求3所述的方法，其特征在于：在上、下半周期内包括 步骤：
a)生化反应区一侧的两个多功能区交替进水和作为缺氧反应区运 行，生化反应区另一侧的两个多功能区则作为沉淀分离区，打开出水阀 门，关闭所有进水阀门;
b)在反应器的进水端，原水首先进入其中一个多功能区，而另一个 多功能区不进水，两个多功能区均处于缺氧搅拌状态;
c)生化反应区处于曝气好氧状态;
d)在a)、b)、c)步持续0.5～1小时后，原水改进入另一个多功能区， 原来进水的一个多功能区停止进水，持续0.5～1小时后，进水过程再从另 一个多功能区回复到一个多功能区重复一次，然后进入过渡阶段;
e)在过渡阶段内，一个多功能区和另一个多功能区均不进水，并处 于好氧曝气状态，原水进入生化反应区，生化反应区处于曝气状态，在 过渡阶段末期打开排泥阀，排出适量的泥;
f)最后是调整阶段，此时四个多功能区均保持静止沉淀状态，原水 继续进入生化反应区，生化反应区停止曝气、开始搅拌。
说明书
循环式双流态污水处理反应器
技术领域
本发明属于环境保护技术领域，是利用生物反应器处理废水的设备， 特别涉及一种循环式双流态污水处理反应器。
背景技术
随着我国城市化水平以及人民生活水平的不断提高，环境污染已经 成为改善人民生活质量的一个主要障碍，其中水环境更是与人民的生产 生活息息相关。但是在中小城镇，污染源分布零散、污废水水质水量变 化较大以及市政设施不够完善等因素，使得运行灵活、操作方便、费用 低廉的污废水处理工艺成为中小城镇处理水污染的主要选择。另外，氮 磷等营养物质的大量排放，导致了水体的富营养化，消除氮磷等污染也 是势在必行。特别是磷，作为水体富营养化的一个控制性元素，更需要 严格限制其排放。
生物处理技术作为应用最为广泛的水污染控制技术，其基本原理是通 过微生物吸收、分解、转化等生化作用来降低水中污染物质的浓度，达 到消除污染、净化水质的目的。COD等碳类污染物作为异养微生物的食 物和能量来源，被异化作用转化成二氧化碳、水等低分子低(无)污染 性物质释放到环境中，或者被同化作用形成新的微生物体，在固液分离 单元与处理后的水分离，使得排入环境中的水得到净化。氮类污染物通 常认为是先被转化为氨氮，氨氮在好氧条件下被自养菌转化为硝态氮， 最后在缺氧条件下被异养菌转化为氮气排放到环境中，从而使氮得到脱 除。而磷类(主要是无机磷类)的生物处理则是聚磷菌先在厌氧条件下 充分释放磷，然后在好氧条件下超量吸收磷，通过排出超量吸磷的菌达 到生物除磷的目的。
生物处理技术至今已经发展了多种形式，活性污泥法是最主要的形 式之一。按照运行方式活性污泥法可以分为连续式和间歇式工艺，通过 合理设计与布局，它们不但可以有效去除COD等有机污染物，还能减少 或消除氮磷等营养的污染。
AA/O工艺、UCT工艺、MUCT工艺等是应用比较广泛的连续式活 性污泥工艺，可以同时取得较好的除磷脱氮效果，但这些工艺的缺点是 处理单元多、流程长、操作管理复杂、运转费用高。SBR工艺是比较典 型的间歇式活性污泥工艺，通过合理的周期设置与运行控制可以达到较 好的脱氮除磷效果。但其容积利用率较低，在水量较大的情况下，其调 配控制比较复杂。UNITANK工艺是比利时SEGHERS公司提出的一种新 型活性污泥法，具有经济、高效和灵活的特点，整个工艺没有专门的沉 淀池，不需要污泥回流，结构比较紧凑，通过交替运行达到污泥在不同 反应池的分配。同时利用间歇工艺的控制原理，对进水、出水、充氧和 搅拌等过程进行控制，达到较好的污染物去除效率。但是，污泥浓度的 不均匀性分配容易导致系统运行的不稳定性，从而影响了去除效果;脱 氮除磷效果也不够稳定。
发明内容
本发明目的是提供一种循环式双流态污水处理反应器。
本发明的另一目的是提供一种循环式双流态污水处理反 应器的操作方法。
为达到上述目的，本发明的技术解决方案是提供一种循环式双流态 污水处理反应器，由四个多功能区、一个生化反应区和控制设备构成; 其四个多功能区分列在生化反应区的两侧，每侧两个或者对称分布于生 化反应区周围;
其多功能区，具有承载进水、缺氧、厌氧和好氧生化反应以及固液 沉淀分离的功能;四个多功能区内对等布置充氧搅拌设备、分离出流设 施、进水出水设施和排泥设施。
其生化反应区，为一完全混合反应器，只承载生化反应，生化反应 区内布置充氧搅拌设备、进水设施。
所述的循环式双流态污水处理反应器，其所述四个多功能区和生化 反应区，单个多功能区有效容积与生化反应区有效容积比为1∶2，它们 之间通过导流孔或者管道连接，多功能区之间没有直接连接关系。
所述的循环式双流态污水处理反应器的操作方法，其整个运行由两 个对称的上、下半周期构成，只是水流方向正好相反，实现不同功能区 之间的交替运行;在半周期内，同一侧的两个多功能区交替运行。
所述的方法，其在整个周期内，不同功能区之间交替运行，实现污 泥的重新分配，可以减少污泥的回流设备。
所述的方法，其在半个周期内，通过调节进水点位置，实现多功能 区水力学状态的交替改变。
所述的方法，其在上、下半周期内包括步骤：
a)生化反应区一侧的两个多功能区交替进水和作为缺氧反应区运 行，生化反应区另一侧的两个多功能区则作为沉淀分离区，打开出水阀 门，关闭所有进水阀门;
b)在反应器的进水端，原水首先进入其中一个多功能区，而另一个 多功能区不进水，两个多功能区均处于缺氧搅拌状态;
c)生化反应区处于曝气好氧状态;
d)在a)、b)、c)步持续0.5～1小时后，原水改进入另一个多功能区， 原来进水的一个多功能区停止进水，持续0.5～1小时后，进水过程再从另 一个多功能区回复到一个多功能区重复一次，然后进入过渡阶段;
e)在过渡阶段内，一个多功能区和另一个多功能区均不进水，并处 于好氧曝气状态，原水进入生化反应区，生化反应区处于曝气状态，在 过渡阶段末期打开排泥阀，排出适量的泥;
f)最后是调整阶段，此时四个多功能区均保持静止沉淀状态，原水 继续进入生化反应区，生化反应区停止曝气、开始搅拌。
本发明结合了中小城镇污水特点以及基础设施、技术人员状况，利 用水力学原理，在连续式、间歇式和交替运行工艺的基础上提出本发明， 本发明系统结构紧凑、控制灵活、操作简便、运行稳定、经济实用，并 且能有效地去除有机污染物质和氮磷等营养物质。
本发明的特点：
一、各多功能区循环式进水，每个多功能区依次经过缺氧、厌氧、 好氧和沉淀出水四个过程，可以提高反应器的脱氮除磷能力;
二、每个多功能区有效容积与生化反应区的有效容积比约为1∶2，并 分别布置在生化反应区的两侧，
其特点如下：
(1)有利于调节进水点位置，实现反应器内混合液流动的双流态。 所述双流态是指有污水进入时的水流推动流态和无污水进入时的无水流 推动流态。有水流推动时，反应器内物质既有内部变化，也有空间移动 形成的变化，即进入到生化反应区，从宏观来看属推流式反应过程;无 水流推动时，反应器内物质为空间移动，只在内部发生变化，属完全混 合式反应过程(亦为时间推流反应过程)。因此，本反应器集连续进水、 间歇式运行、推流式反应和完全混合式反应特点于一体，可以有效的提 高对有机污染物、氮和磷的去除效率，并可防止污泥膨胀。
(2)有水流推动时，由于进水只进入一个多功能区，与生化反应区 的水力停留时间比约为1∶2，比较符合一般生物除磷的设计要求，有利于 达到较好的除磷效果。而不进水的反应器则可以在比较安静的环境中充 分释磷。鉴于厌氧释磷时间不易过长等原因，进水或不进水的持续时间 不宜超过水力停留时间。
(3)由于缺乏污泥回流，单一多功能区中的污泥浓度受水力条件影 响最大，即在不流入污泥的条件下，单一多功能区内污泥损失主要因为 水流将其携带至下一反应区。同侧的两个多功能区交替进水，保证了进 入生化反应区的污泥浓度，而多功能区因沉积了大量的污泥而不会导致 污泥浓度降至过低水平。因此整个反应器内的污泥浓度保持了相对稳定。
本发明的设备具有如下优点：
(1)该反应器结构紧凑、构造简洁、占地面积小，运行操作与维护 简单。
(2)多功能区之间交替运行既减少污泥回流设备，又充分利用了水 力条件，保证污泥浓度的相对稳定。
(3)合理的有效容积分配有利于生物除磷过程，提高生物除磷效果。
(4)减少污泥回流等设备，节省运行费用。
(5)运行程序设置灵活，可以根据不同的水质条件设定不同的运行 程序。